一种压力调节器及单孔炭化室压力调节器

本实用新型涉及一种压力调节器及单孔炭化室压力调节器，包括一具有气体入口与气体出口的密闭容器，气体入口位于容器的顶部，容器底部具有不溶被调气体的液体以及位于容器底部将液体排出到容器外的排液管路，排液管路位于密闭容器外的部分可拆卸地连接有液位自动调节阀。被调气体流入容器后，被调气体中的杂质沉入液体中，可以避免杂质干扰被调气体流动。液位自动调节阀的开闭动作易于执行，能够快速调整容器内液体流出的速度，改变容器内的液体液位，进而改变液体液面以上的容器空腔容积，从而及时并精确地调节被调气体的流量，改变被调气体的压力。若液位自动调节阀发生故障，可以直接将液位自动调节阀拆下更换，减少停机维护的时间。

技术领域

本实用新型涉及一种气体压力调节装置，可以广泛应用于混杂有杂质的气体混合物的输送输送以及气体流量、压力调节等应用场合。比如煤焦化领域焦炉炭化室压力调节、焦炉荒煤气回收系统-集气管恒定负压稳定系统、炭化室压力调节以及化工厂尾气放散稳定排放等领域。

背景技术

含有杂质的气体混合物输送过程中，由于各种原因可能导致气体压力不稳定，而工况要求压力稳定或至少保持在某个范围内浮动，因此需要对气体混合物进行压力调节。但是混合物中的杂质会干扰设备或扰乱气体供送，从而造成压力调节滞后以及压力变化幅度大等问题，导致现有压力调节装置调节精度差，又需要频繁进行维护。

比如，在煤焦化的工艺过程中，一般利用集气管收集炭化室内部煤料加热所产生的荒煤气，在整个结焦周期内，荒煤气的产生量会随着焦炉炉墙内温度变化而不同，从而影响炭化室内的压力。炭化室荒煤气压力必须控制在一个合理范围内，炭化室在荒煤气发生量最大时应及时增加荒煤气导出量至集气管，避免炭化室内荒煤气压力太高，若炭化室内荒煤气压力过高会导致焦炉冒烟着火，大量有害荒煤气外泄，不仅污染环境、造成能源浪费，还会导致大量的荒煤气串漏到燃烧室，损坏焦炉装置；在结焦末期，炭化室内荒煤气发生量少，导致压力过低则会使空气进入炭化室引起焦炭燃烧、灰分增加、降低焦炭品质。

因此在生产过程中，一般需要在炭化室与集气管之间安装炭化室压力调节装置，炭化室通过上升管、桥管与集气管连通，炭化室压力调节装置安装在桥管与集气管之间，利用炭化室压力调节装置控制荒煤气进入集气管的流量，使炭化室底部的压力保证不低于5帕。

目前一般使用的压力调节装置有单孔炭化室调节切断装置，通过移动水封翻板、弧形翻板等水封结构控制荒煤气的流通面积，以改变荒煤气的流量。但是荒煤气中不仅有煤气，还带有石墨、冷凝焦油、焦油渣以及冷却循环氨水等杂质，导致现有的压力调节装置在运用时存在以下问题：

1、荒煤气经过压力调节装置时，荒煤气中的石墨以及焦油等杂质容易附着在压力调节装置的内壁以及水封结构，会扰乱荒煤气流动以及妨碍水封结构运动，导致荒煤气流动过程中的流量不稳定，不利于对荒煤气的流量进行精确调节；而附着有石墨或焦油的水封结构行程受限，会影响水封结构对荒煤气压力的调节精度以及水封结构的隔断能力。

2、由于目前的水封结构通过液体外溢，改变翻板开口的开度并利用水封液位来调节荒煤气的流量时，液位控制变化较大，而且气、液流通为同一路径，易于产生气、液涌动，并氨水、冷凝液下落冲击引起液面起伏，也引起气流压力、流量波动，难以及时地调节荒煤气的流量。

3、为了保证压力调节装置可以正常工作，经常需要停机对压力调节装置以及装置内的水封结构进行维护，清理附着的石墨和焦油块，影响单孔炭化室的生产效率。

发明内容

本实用新型解决荒煤气中石墨以及焦油等杂质容易附着在压力调节装置的内壁以及水封结构，扰乱荒煤气流动以及妨碍水封结构运动，致使荒煤气流动过程中的流量不稳定，同时使得水封结构的行程受限，移动水封结构的过程也费时费力，不利于对荒煤气的流量进行及时精确调节以及上述原因导致压力调节装置需要频繁进行停机维护的技术问题，提供一种压力调节器及单孔炭化室压力调节器，以解决该技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种压力调节器，包括一具有气体入口与气体出口的密闭容器，所述气体入口位于所述容器的顶部，所述容器底部具有不溶被调气体的液体以及位于容器底部将液体排出到容器外的排液管路，所述排液管路位于密闭容器外的部分可拆卸地连接有液位自动调节阀。

优选的，所述容器内壁底面下凹形成凹陷部，所述排液管路在所述凹陷部的最低处。

优选的，所述气体入口固定安装有调节组件，所述调节组件将所述气体入口分隔为若干沿竖直方向设置的气体通道，若干所述气体通道的底端开口位于不同高度，所述液体液面上方的容器空腔构成连通所述气体入口与气体出口的气体导流通道，处于畅通状态的所述气体通道属于气体导流通道的竖直通道部分。

优选的，所述调节组件包括沿竖直方向设置的若干隔板，所述隔板与所述容器的侧壁配合，将所述气体入口分隔形成若干所述气体通道。

优选的，所述调节组件包括位于所述容器内腔中的外筒，所述外筒的顶端开口与气体入口接合，所述外筒内设有格栅结构，所述格栅结构将所述外筒的内孔分隔为若干组气体通道，若干组所述气体通道沿所述外筒的周向均匀排布，沿靠近所述外筒轴线的方向，同组的若干所述气体通道底端的高度依次降低。

优选的，所述容器内设有与所述液位自动调节阀配合的高、低液位探测器，以用于控制所述液体的极限高与极限低液位，当所述液体的液面位于所述极限高液位与极限低液位之间时，每个所述气体通道均被封闭。

优选的，所述气体出口设置在所述容器的侧部，沿靠近所述气体出口的方向，所述气体通道的底端开口高度依次提高。

优选的，所述气体通道的侧壁底边不在同一水平面。

一种单孔炭化室压力调节器，所述单孔炭化室压力调节器为上述的压力调节器，所述被调气体为经过循环氨水喷洒冷却后的荒煤气，所述液体为氨水。

本实用新型技术方案的有益技术效果：

(一)密闭容器的气体入口用于供被调气体流入，气体出口用于供被调气体中的气体部分流出，被调气体中的杂质则在流动过程落入容器底部的液体中并沉降，不会直接干扰被调气体的流动，有助于精确调节被调气体的流量与压力。排液管路上安装的液位自动调节阀用于控制上述混有杂质的液体排出容器的速度，以改变容器底部液体的液面高度，液体液面以上的容器空腔的容积随之改变，从而影响被调气体的流量与压力发生变化。

相比于目前的水封调节装置，液位自动调节阀的开闭动作易于执行，不需要复杂的驱动装置，节省安装空间。通过改变液位自动调节阀的开度可以直接改变液体与杂质的流出速度，从而迅速改变容器内的液位，实现对被调气体流量的及时调节，气体与杂质分径流出，可以精确地对被调气体的流量进行调节。

液位自动调节阀开启时，流出的液体携带有一部分下沉的杂质，可以降低压力调节器的维护需求。而且由于液位自动调节阀安装在容器外，当液位自动调节阀堵塞或发生其他故障时，可以直接将液位自动调节阀拆下更换，减少停机维护的时间，减轻对单孔炭化室生产效率的影响。

(二)调节组件将气体入口分隔为沿竖直方向设置的若干个气体通道，被调气体流过竖直的气体通道时，被调气体中的杂质沿竖直方向下落，不易附着在气体通道的侧壁上，可以减轻杂质对被调气体流动的干扰。

(三)若干组气体通道沿外筒周向均匀排布，沿靠近所述外筒轴线的方向，同组的若干气体通道底端的高度依次降低，当液体的液面上升至没过外筒轴线处的气体通道底端时，剩余保持畅通的气体通道仍绕筒体周向均匀分布，可以使被调气体流入气体入口时的气流始终均匀地分布在气体入口的周向，避免气体入口处的气流完全偏向一侧而导致被调气体流动不平稳的问题发生，提高被调气体流动的稳定性，从而便于对被调气体的流量进行精确调节。

(四)气体通道的侧壁底边不在同一水平面，液体的液面上升过程中会逐渐将气体通道的底端开口封闭，而不会直接瞬间将竖直通道的底端开口封闭，液体的液面下降过程中，也不会将竖直通道的底端开口瞬间露出，可以减小竖直通道的底端开口封闭或露出时对被调气体的流量变化的影响，从而避免被调气体的压力在气体入口处发生剧烈变化。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例一中压力调节器的剖面图；

图2示出了本实用新型实施例一中压力调节器的俯视图；

图3示出了本实用新型实施例一中单孔炭化室压力调节器与炭化室的连接示意图；

图4示出了本实用新型实施例二中压力调节器的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例二中压力调节器的俯视图。

附图中标记：

1-容器；11-气体入口；12-气体出口；13-凹陷部；14-排液管路；141-液封集流管道；15-液位自动调节阀；2-气体导流通道；21-隔板；22-气体通道；23-极限高液位探测器；24-极限低液位探测器；25-外筒；26-格栅结构；3-炭化室；4-上升管；5-桥管；6-集气管。

实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种压力调节器及单孔炭化室压力调节器作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

实施例一

下面将结合附图1至3和具体实施例对本实用新型的一种压力调节器及单孔炭化室压力调节器的技术方案详细阐述。

如图1至3所示，本实施例的一种压力调节器，包括一个密闭容器1，容器1的顶部开设有用于供被调气体输入的气体入口11，侧部具有用于供被调气体流出的气体出口12。容器1内腔的底部盛装有用于液封的液体，被调气体不溶于上述液体，容器1的内壁底面下凹形成凹陷部13，凹陷部13的最低处设有排液管路14。

本实施例中，排液管路14包括液体出口与液封集流管道141，液体出口沿竖直方向开设在凹陷部13的最低处，液封集流管道141位于容器1外，并与液体出口连通，液封集流管道141安装有液位自动调节阀15。位于液体上部的容器1空腔形成第一液封空间，以第一液封空间作为连通气体入口11与气体出口12的气体导流通道2。容器1的气体入口11处还安装有调节组件，当液体的液位改变时，液体的液面与调节组件配合，改变气体导流通道2的容积大小。

本实施例中，液位自动调节阀15能够根据输入信号自动地调节阀门开度，调控容器1内液体流出的速度，液位自动调节阀15可以但不限于选用气动阀门或电动阀门。调节液位自动调节阀15的开度，可以改变容器1内液体自排液管路14流出的速度，影响容器1内的液体液位，可以及时快速地对被调气体的流量进行调节。相比于目前气、液同一路径结构的水封调节装置，液位调节阀14开闭的动作易于执行，通过调节液位自动调节阀15的开度能够快速改变容器1内液体自排液管路14流出的速度，从而迅速提升或降低容器1内的液体液位，进而改变导流通道2的容积大小，及时并精确地调节被调气体的流量大小，以影响被调气体的压力发生变化。此外，当容器1内的液体经过排液管路14流出时，也会将一部分沉入液体中的杂质冲出，从而降低压力调节器的维护需求。液位自动调节阀15安装在容器1之外，当容器1内壁需要清洗或液位自动调节阀15故障时，可以方便地将液位自动调节阀15拆下，冲洗容器1，并将使容器1内堵塞的杂质从液封集流管道141直接排出，而液位自动调节阀15也便于直接更换维护，从而减少停机维护的时间。

优选的，调节组件包括沿竖直方向安装在容器1顶部气体入口11处的四个(或者多个)隔板21，四个隔板21互相平行，隔板21与容器1一体成型，以隔板21的顶端作为固定端，隔板21的底端(即自由端)插入容器1内，指向容器1内液体的液面。其中一个隔板21固定在容器1的气体入口11靠近气体出口12的侧壁边缘，该隔板21远离气体出口12的一侧分布有其余三个隔板21，上述四个隔板21与容器1的侧壁配合，在容器1的气体入口11处分隔形成四个(或者多个)竖直的气体通道22，四个气体通道22为上述气体导流通道2的竖直通道部分。沿靠近气体出口12的方向，四个隔板21的自由端高度逐一升高，则四个气体通道22的底端开口高度也依次升高。隔板21的顶端以及两个侧边均与容器1的内壁以焊接、或者一体铸造的形式固定连接。

当被调气体从气体通道22流入容器1时，被调气体中的气体部分则需要绕过隔板21，从容器1的气体出口12流出；被调气体中含有的杂质直接沿竖直方向下落，落入容器1底部的液体中，被调气体流动时，杂质难以绕过隔板21流向容器1的气体出口12，可以使杂质尽可能多地被容器1内液体吸收。杂质进入容器1后，沿竖直方向下落，不易附着在隔板21上，而且落入液体的杂质下沉，使液体液面升高，可以减小气体导流通道2的容积，降低被调气体的流量，促进被调气体的压力升高。而由于杂质沉入液体中，不会外露而干扰对被调气体的流动，可以保持被调气体在气体导流通道2中顺畅且平稳地流动，便于对被调气体的流量进行精确调节。

在容器1内液体的液面上升过程中，气体导流通道2的容积逐渐减小。而液体液面上升的同时，还可以将各个气体通道22逐个封闭，每个被封闭的气体通道22构成一个新的液封空间，而其余保持畅通的气体通道22仍属于第一液封空间的一部分，即在气体导流通道2的容积减小的同时，减少气体导流通道2中连通的竖直通道数量，相当于同时改变了容器1的气体入口11大小，即可以直接对气体入口11处的被调气体流量进行调节，并且精确地控制被调气体的压力。

本实施例中，由于沿靠近容器1的气体出口12的方向，依次排列的各个隔板21自由端的底端距离液面的高度(液面未升到自由端的情况下)逐次升高，使得四个气体通道22的底端开口也沿靠近容器1气体出口12的方向逐次升高。而相邻隔板21的自由端不在同一水平面，当容器1内液体的液面上升时，位于上述相邻隔板21之间的气体通道22底端开口会逐渐被容器1内液体封闭，即能够以连续调节的模式调节气体通道22的底端开口大小，避免气体通道22的底端开口直接瞬间从液体中露出或被液体没过，此情况会导致容器1的气体入口11处的气压剧烈变化。

本方案中的压力调节器结构简单，不易发生故障，相比目前常用的水封结构以及压力调节装置内壁需要频繁进行清洗维护，本方案中的容器1清洗需求低，液位自动调节阀15执行开闭动作也不需要使用气缸、电动推杆等驱动装置，节省了大量安装空间，也易于连接控制设备。安装于容器1外的液位自动调节阀15便于维修或拆装更换，也方便进行升级改造，不受空间的限制。

需要理解的是，若气体入口11连通有产生被调气体的前置装置，则通过改变被调气体的流量，还可以影响该前置装置内的压力。在改变被调气体的压力时，被调气体的压力能够传导至前置装置内部，从而改变该装置内部的压力。此外，本方法还可以适用于对不含有杂质的气体调节压力或流量，只需要调整气体导流通道2的容积大小，即可改变气体的流量，并影响气体的压力。但在气体不含有水分的情况下，为了提高容器1内的液面高度，可以直接向容器1内供送液体。

优选的，容器1内还安装有极限高、低液位探测器，当调节器需要完全隔断时，两个探测器分别用于监测容器1内液体的极限高液位与极限低液位，极限高液位探测器23与极限低液位探测器24的安装位置高于任一隔板21的底端。其中，底端最高的隔板21底部与极限低液位探测器24的竖直距离为30-50mm；极限高液位探测器23与极限低液位探测器24的竖直距离为50mm。若极限高液位探测器23监测到容器1内液体的液面超过极限高液位，则开启液位自动调节阀15，使容器1内的液体流出，从而容器1内的液体液位回落；若极限低液位探测器24监测到容器1内液体的液面低于极限低液位，则关闭液位自动调节阀15，避免容器1内的液体继续流出，使容器1内液体的液位保持不变。通过控制容器1内液体的液面高于隔板的底端，可以将各个气体通道22封闭。

本发明还提供一种焦炉单孔炭化室压力调节器，与上述的压力调节器结构相同，但容器1内盛装的液体为氨水，被调气体为由炭化室3生成，并经过桥管5内喷淋循环氨水冷却后的荒煤气，荒煤气中的焦油在冷却过程中与形成冷凝的焦油，使得荒煤气中含有焦油渣、煤尘、冷却循环氨水以及冷凝焦油等杂质。炭化室3通过上升管4、桥管5与集气管6连通，焦炉炭化室压力调节器安装于桥管5与集气管6之间，使用时根据连通的炭化室3内压力控制焦炉炭化室压力调节器运行，调节炭化室3输出的荒煤气的气压，进而影响该炭化室3内的压力。在焦炉单孔炭化室压力调节器运行过程中，容器1内的氨水中逐渐混入冷却循环氨水以及冷凝焦油、焦油渣以及煤尘等杂质。

对于焦炉单孔炭化室压力调节器，液封集流管道141直接将排出的氨水排出至集气管6。冷却的荒煤气经过隔板21构成的气体通道22后，荒煤气与杂质(包括冷却循环氨水、冷凝焦油、焦油渣以及煤尘等)在调节器底部分离，荒煤气经容器1的气体出口12流至集气管6进行回收，上述杂质经液封集流管道141进入集气管6底部，与容器1的气体出口12流出的荒煤气重新混合，接受后续的净化处理，可以适配于目前的荒煤气净化处理设备，不需要添置新的净化处理设备或对原净化处理设备进行改造，降低了本方案的实施成本。当然，在实际运用时，也可以将排出的氨水输入至一个集流管，通过集流管将排出的氨水输送至氨水循环槽。

在空炉操作的情况下，比如需要进行推焦时，需要保证利用焦炉单孔炭化室压力调节器将炭化室3与集气管6隔断，此时即需要将容器1内的氨水液面控制在液位极限高液位探测器23与极限低液位探测器24之间，保证氨水液位能够将四个气体通道22完全封闭。而设置极限高液位可以减少和避免容器1内冷却氨水、冷凝焦油越过容器1的气体12出口流入集气管。

实施例二：

参照图4与图5，本实施例与实施例一的不同之处在于，分隔结构包括焊接固定在容器1内腔中的外筒25，外筒25的外侧面与气体入口11的侧壁贴合，实际安装时可以调整外筒25的高度位置，保证外筒25的顶端开口与气体入口11无缝接合即可。外筒25内还固定有格栅结构26，格栅结构26具有六组沿竖直方向贯穿的孔，从而将外筒25的内孔分隔为六组气体通道22，六组气体通道22沿外筒25的周向均匀排布，每组气体通道22中的气体通道22数量为三个，同组的三个气体通道22沿靠近外筒25轴线的方向依次排列。格栅结构26的底部向下延伸，使其底部的形状成为尖端朝下的锥状，且格栅结构26的最低处(即锥状外形的尖端)重合于外筒25的轴线，沿靠近外筒25轴线的方向，同组的三个气体通道22底端开口依次降低，而且每个气体通道22的侧壁底边位于一个倾斜的弧面上。

在液体的液面上升过程中，液面首先淹没靠近外筒25轴线的气体通道22底端开口，并逐渐将这些气体通道22底端封闭，剩余保持畅通的气体通道22仍绕筒体的周向均匀分布，可以使被调气体流入气体入口11时，气流均匀地从气体入口11的周向流入容器1内，避免气体入口11处的气流完全偏向气体入口11的一侧而导致气流不平稳的问题发生，提高被调气体流动的稳定性，从而便于对被调气体的流量进行精确调节。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。